Nel complesso panorama digitale odierno, segnato da violazioni dei dati e preoccupazioni per la privacy, stabilire la fiducia non è mai stato così cruciale. Le prove a conoscenza zero (zk proofs) offrono un approccio innovativo che consente la verifica di informazioni sensibili senza rivelarne il contenuto. Questi primitivi crittografici rappresentano una soluzione elegante e all’avanguardia per la vera riservatezza dei dati.

Questo rapporto include l’accesso a ricerche esclusive e commenti di esperti sulle proprietà delle zk proofs, casi d’uso, sfide, potenziali perturbatori, segni di slancio e prospettive future.

Questa analisi originale si basa su intuizioni di prima mano raccolte da aziende leader all’interno di Protocol Labs, una rete di innovazione che comprende più di 250 startup e team. Queste entità condividono una missione comune: plasmare il futuro del computing. In particolare, i team della rete PL, tra cui Cryptonet, Gensyn, Ingonyama, Lurk Lab, Polybase, Rarimo, Starkware e Zama, hanno apportato contributi significativi al regno delle zk proofs negli anni, e condividono le loro intuizioni esclusive all’interno di questo rapporto.

Il Punto di Svolta

Gli esperti leader affermano che le zk proofs hanno il potenziale per rivoluzionare un’ampia gamma di industrie, inclusi i settori finanziario, sanitario, della moda di lusso e sistemi decentralizzati come la blockchain, inaugurando una nuova era caratterizzata da maggiore sicurezza e fiducia.

Ricerche indipendenti indicano che la generazione di zk proofs è destinata a crescere fino a diventare un mercato da 10 miliardi di dollari entro il 2030. Le previsioni per il 2030 anticipano una domanda sbalorditiva di quasi 90 miliardi di zk proofs per alimentare i servizi Web3, con una capacità industriale di eseguire 83.000 transazioni al secondo.

Aziende come Lurk Lab, un team nella rete PL, si concentrano sui modelli matematici complessi che formano la base delle zk proofs. Credono che lo spazio delle zk proofs sia pronto per la crescita:

“C’è stato un decennio di lavoro per migliorare i protocolli zk che stanno portando a veri affari – stiamo persino vedendo società di venture capital di nicchia che investono esclusivamente in questo spazio. Siamo in un punto di svolta con tecnologia migliore e più capitale che si muove verso le zk proofs”.

– John Burnham, co-fondatore di Lurk Lab.

Cosa sono le ZK Proofs?

In parole semplici, le zk proofs rappresentano un concetto crittografico rivoluzionario, che consente a una parte di verificare la verità di un’affermazione a un’altra parte senza rivelare alcuna informazione specifica.

Immagina di essere alla ricerca di proprietà in un quartiere esclusivo e di imbatterti nella casa dei tuoi sogni. Vuoi informarti sul prezzo senza rivelare la tua intera situazione finanziaria. Qui entrano in gioco le zk proofs. Con una zk proof, puoi confermare la tua capacità di effettuare un acconto senza esporre il saldo completo del tuo conto bancario. Questo ti consente di salvaguardare la tua privacy finanziaria mentre permetti transazioni sicure, verifica dell’identità senza rivelare dati sensibili e miglioramento della privacy digitale.

Nella crittografia, una prova a conoscenza zero della password è un altro tipo di zk proof che consente a una parte di dimostrare a un’altra parte di conoscere il valore di una password, senza rivelare nulla tranne il fatto che conosce la password al verificatore.

Casi d’Uso:

Le ZK proofs trovano applicazione in domini diversi, inclusi il settore bancario, sanitario, energetico e politico. Facilitano transazioni sicure e condivisione di dati confidenziali, ridefinendo come autenticazione e riservatezza vengono raggiunte nelle interazioni digitali. Ecco cinque esempi dal mondo reale:

Criptovalute: Zcash potrebbe essere la criptovaluta più nota dedicata alla preservazione della privacy – e le zk proofs svolgono un ruolo cruciale. Consentono transazioni confidenziali dove mittente, destinatario e importo della transazione sono nascosti, garantendo comunque la validità delle transazioni. Le ZK proofs possono anche verificare la correttezza dei contratti intelligenti senza rivelare i dati sottostanti. Finanza Decentralizzata (DeFi): Le ZK proofs sono utilizzate per convalidare transazioni e operazioni off-chain, fornendo una prova crittografica della loro correttezza on-chain. Questo riduce il carico computazionale sulla blockchain e accelera l’elaborazione delle transazioni. Le ZK proofs possono anche essere utilizzate negli scambi decentralizzati per dimostrare che gli utenti possiedono i fondi necessari per il trading senza divulgare i loro saldi esatti.
Trasparenza della Catena di Fornitura: Le ZK proofs possono essere utilizzate per verificare e autenticare l’origine, il movimento e l’autenticità dei prodotti all’interno di una catena di fornitura senza rivelare informazioni proprietarie sensibili. Questo può migliorare la trasparenza consentendo a diverse entità di verificare indipendentemente l’accuratezza delle affermazioni fatte sui prodotti, come la loro fonte, qualità e percorso attraverso la catena di fornitura.
Standard Ambientali: Le ZK proofs possono essere applicate per verificare la conformità agli standard ambientali senza rivelare dati aziendali sensibili. Ad esempio, le aziende possono dimostrare di soddisfare determinati obiettivi di riduzione delle emissioni senza condividere livelli specifici di emissioni o informazioni proprietarie. Sicurezza dei Dati Sanitari: Le ZK proofs possono anche essere utilizzate per inviare i risultati di una diagnosi medica senza rivelare le cartelle cliniche del paziente a terze parti. Questo potrebbe aiutare a proteggere la privacy del paziente garantendo al contempo che riceva cure accurate.

Sistemi di Votazione: In un sistema di votazione basato su zk proofs, gli elettori possono dimostrare che il loro voto è valido senza rivelare la scelta effettiva che hanno fatto. Questo mantiene il segreto del voto individuale, garantendo al contempo che il conteggio totale sia accurato. Le ZK proofs possono essere utilizzate per verificare proprietà del processo elettorale, come l’assenza di voti doppi o l’integrità del conteggio, senza rivelare informazioni specifiche sugli elettori.

Rarify Labs è un fornitore di servizi e membro della comunità dedicato a promuovere il protocollo di interoperabilità di nuova generazione, Rarimo. Rarimo si concentra sullo spazio dell’identità, che è uno dei mercati più maturi e promettenti per le zk proofs:

“Il mercato delle zk proofs è molto promettente e si sta già muovendo verso casi d’uso tangibili. Le identità sono al centro dello strato sociale decentralizzato in rapida espansione, che include i media sociali decentralizzati, le DAO, i sistemi di reputazione e il gaming on-chain. Inoltre, l’uso delle zk proofs sta accelerando a causa dell’urgenza con cui sono necessarie le credenziali di identità sia all’interno del Web3 che del Web2, poiché bot generati da IA e deep-fakes rendono sempre più difficile distinguere gli umani – e i contenuti generati dagli umani – dalle macchine e dai contenuti generati dall’IA.”

Kitty Horlick, direttore, Rarify Labs

Quattro Scommesse Emozionanti nelle ZK Proofs

Il panorama delle zk proofs è dinamico e destinato a rivoluzionare molteplici industrie. Nel paesaggio in evoluzione della tecnologia zk proof, ci sono diversi progetti e tecniche all’avanguardia che stanno spingendo i limiti del possibile, con un focus primario sull’aumento dell’efficienza, della scalabilità e della facilità d’uso:

zkEVM: Promuovendo l’integrazione con Ethereum per una più ampia adozione, zkEVM è un concetto all’interno dell’ecosistema Ethereum volto a sviluppare un sistema di prova zk compatibile con la Ethereum Virtual Machine (EVM). Questo consentirebbe l’uso delle zk proofs per una vasta gamma di applicazioni Ethereum. Dopo aver raccolto 200 milioni di dollari nel novembre 2022, Matter Labs ha lanciato il loro mainnet zkEVM, zkSync Era, nel febbraio 2023 – uno sviluppo importante nel settore.

zkSync: Un zkSync è definito come un metodo e un progetto incentrato sullo sviluppo di zk rollups, un tipo di soluzione di scaling di secondo livello per Ethereum. Gli zk rollups utilizzano le zk proofs per raggruppare più transazioni insieme, verificarle off-chain e poi inviare una singola prova alla mainnet di Ethereum. Questo riduce significativamente il carico computazionale sulla rete Ethereum e ne aumenta la scalabilità.

zk-STARKs: Mostrando un’evoluzione nel panorama delle zk proofs, uno zk-STARK è un tipo di sistema di prova zk ancora più efficiente e scalabile rispetto ai sistemi precedenti. Questo potrebbe rendere le zk proofs pratiche per una gamma più ampia di applicazioni.

Prove zk ricorsive: Una prova zk ricorsiva è una tecnica che consente l’aggregazione di più prove in una singola prova, riducendo drasticamente il sovraccarico computazionale della verifica. Questa innovazione ha contribuito a migliorare la scalabilità nei sistemi di prova zk, rendendoli più efficienti per applicazioni con un alto volume di transazioni.

Man mano che questi progetti continuano a maturare e guadagnare trazione, il potenziale delle zk proofs di rivoluzionare industrie al di là della criptovaluta diventa sempre più evidente, offrendo un futuro promettente in cui la privacy e la sicurezza sono di primaria importanza nelle nostre interazioni digitali.

Le zk proofs hanno sfide così come benefici. Ingonyama risolve le limitazioni hardware costruendo semiconduttori per accelerare gli zk-SNARKs, un tipo di zk proof. Ecco perché Ingonyama sottolinea l’importanza della privacy nella prossima iterazione di internet:

“Le informazioni sono la valuta più preziosa al mondo. Se vuoi solo dimostrare la tua età o il tuo indirizzo, carichi il tuo ID che contiene così tante informazioni aggiuntive: nomi completi, indirizzo, cittadinanza del paese, ecc. Questa situazione si verifica ogni giorno nel mondo digitale. Questo problema può essere risolto dalle zk proofs, considerata la crittografia più potente che esista oggi per nascondere i dati pur dimostrando affermazioni sui dati. Le zk proofs sono considerate uno dei più grandi successi della crittografia negli ultimi 50 anni.”

– Elan Neiger, responsabile marketing, Ingonyama.